冠狀病毒研究的文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)分析

陳靜飛，王懷璋，高文博，陳耕耘，梁婷*

1解放軍陸軍防化學(xué)院，北京 102205；2解放軍32169部隊(duì)，西藏林芝 860000；3四川省地震局，成都 610000

近年來，隨著全球冠狀病毒疫情多次暴發(fā)[1-2]，科研人員對(duì)冠狀病毒的研究也隨之增多。2019年底，中國(guó)湖北省武漢市暴發(fā)了一種以新型冠狀病毒(SARS-CoV-2)為病原的肺炎(corona virus disease 2019，COVID-19)疫情[3]；為盡快控制疫情，各地科研人員對(duì)SARS-CoV-2展開了相關(guān)研究[4]。文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)是一種對(duì)某學(xué)科領(lǐng)域的文獻(xiàn)進(jìn)行分析，評(píng)估一段時(shí)間內(nèi)研究活動(dòng)趨勢(shì)的研究方法。為了全面了解冠狀病毒的研究狀態(tài)，并為后期冠狀病毒的研究者提供直觀明了的參考依據(jù)，本研究運(yùn)用文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)、可視化等方法對(duì)冠狀病毒的研究結(jié)果進(jìn)行系統(tǒng)整理，并分析冠狀病毒在全球的研究情況，以期為當(dāng)前乃至今后研究冠狀病毒提供幫助。

1 資料與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源 在Web of Science(以下簡(jiǎn)稱WoS)文獻(xiàn)檢索平臺(tái)，選擇WoS核心合集，檢索主題：Coronavirus；時(shí)間跨度：1968－2019；索引：SCI-EXPANDED、SSCI、A&HCI、CPCI-S、CPCI-SSH、BKCI-S、BKCI-SSH、ESCI、CCREXPANDED及IC。共檢索到13 959篇文獻(xiàn)，其中論文(Article)11 242篇，綜述(Review)1198篇，其他類型(Other types)1519篇(圖1)。本研究使用的數(shù)據(jù)集包括所有文獻(xiàn)類型，為避免跨學(xué)科文獻(xiàn)的丟失，未對(duì)文獻(xiàn)來源進(jìn)行精簡(jiǎn)。

圖1 冠狀病毒相關(guān)文獻(xiàn)類型分布(1968－2019年)Fig.1 Distribution of document type related to coronavirus (1968 to 2019)

1.2 方法 所有數(shù)據(jù)均獨(dú)立收集，并以TXT格式下載。將數(shù)據(jù)導(dǎo)入Microsoft Excel 2019和CiteSpace 5.5.R2軟件(由美國(guó)Drexel大學(xué)陳超美教授基于Java開發(fā)的程序[5])進(jìn)行定性和定量分析。運(yùn)用Microsoft Excel 2019軟件對(duì)文獻(xiàn)類型分布、年度發(fā)表文獻(xiàn)數(shù)量趨勢(shì)進(jìn)行分析；運(yùn)用CiteSpace 5.5.R2軟件確定國(guó)家、機(jī)構(gòu)之間的合作關(guān)系，描繪期刊、研究者共引關(guān)系，進(jìn)行文獻(xiàn)共引分析及關(guān)鍵詞突現(xiàn)分析，并將上述所有項(xiàng)目進(jìn)行可視化呈現(xiàn)。

2 結(jié) 果

2.1 每年度發(fā)表文獻(xiàn) 1968－2019年每年度發(fā)表文獻(xiàn)數(shù)量分布如圖2所示：第1篇與冠狀病毒相關(guān)的文獻(xiàn)發(fā)表于1968年；年度發(fā)文量出現(xiàn)了2個(gè)波峰，第1個(gè)波峰在2004年，即中國(guó)嚴(yán)重急性呼吸綜合征(severe acute respiratory syndrome，SARS)暴發(fā)的第2年；第2個(gè)波峰在2016年，即中東呼吸綜合征(Middle East respiratory syndrome，MERS)暴發(fā)之后。

2.2 國(guó)家合作網(wǎng)絡(luò) 統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，全球有138個(gè)國(guó)家/地區(qū)發(fā)表了13 959篇冠狀病毒相關(guān)文獻(xiàn)。將1968－2019年所有文獻(xiàn)加載至CiteSpace 5.5.R2軟件生成國(guó)家合作網(wǎng)絡(luò)圖譜，結(jié)果顯示其由121個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和952條連接線組成，如圖3所示，表明研究冠狀病毒的國(guó)家/地區(qū)之間進(jìn)行了緊密合作。

統(tǒng)計(jì)排名得出發(fā)表冠狀病毒相關(guān)文獻(xiàn)數(shù)量最多的10個(gè)國(guó)家(表1)。其中美國(guó)(USA，4698篇)貢獻(xiàn)最大，其次是中國(guó)(China，2660篇)、德國(guó)(Germany，857篇)、英格蘭(England，805篇)和荷蘭(the Netherlands，738篇)。中心性數(shù)值顯示，西方國(guó)家與其他國(guó)家建立的合作關(guān)系較緊密，如美國(guó)(0.38)、英格蘭(0.23)、荷蘭(0.23)和德國(guó)(0.19)；亞洲國(guó)家與其他國(guó)家之間建立的合作關(guān)系較薄弱，如中國(guó)(0.09)、日本(0.09)、沙特阿拉伯(0.03)和韓國(guó)(0.00)。

表1 發(fā)表冠狀病毒相關(guān)文獻(xiàn)數(shù)量最多的10個(gè)國(guó)家Tab.1 The top 10 countries contributed to publications of coronavirus-related literature

圖2 冠狀病毒相關(guān)文獻(xiàn)發(fā)表年份分布(1968－2019年)Fig.2 Annual distribution of published coronavirus-related literature (1968 to 2019)

圖3 參與冠狀病毒研究的國(guó)家/地區(qū)網(wǎng)絡(luò)圖譜Fig.3 Network map of countries/regions engaged in coronavirus research

2.3 機(jī)構(gòu)合作網(wǎng)絡(luò) 統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，全球有7119個(gè)機(jī)構(gòu)發(fā)表了13 959篇冠狀病毒相關(guān)文獻(xiàn)。將1968－2019年所有文獻(xiàn)加載至CiteSpace 5.5.R2軟件生成機(jī)構(gòu)合作網(wǎng)絡(luò)，結(jié)果顯示其由1473個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和8567條連接線組成，如圖4所示，表明研究冠狀病毒的機(jī)構(gòu)之間進(jìn)行了廣泛合作。與國(guó)家間合作相比，機(jī)構(gòu)間的合作亦同樣緊密。

圖4 參與冠狀病毒研究的機(jī)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)圖譜Fig.4 Network map of the institutions engaged in coronavirus research

統(tǒng)計(jì)排名得出發(fā)表冠狀病毒相關(guān)文獻(xiàn)數(shù)量最多的10個(gè)機(jī)構(gòu)(表2)。其中香港大學(xué)(Univ Hong Kong，511篇)貢獻(xiàn)最大，其次是中國(guó)科學(xué)院(Chinese Acad Sci，354篇)、烏得勒支大學(xué)(Univ Utrecht，216篇)、香港中文大學(xué)(Chinese Univ Hong Kong，215篇)和美國(guó)疾病控制與預(yù)防中心(Ctr Dis Control Prevent，214篇)。中心性數(shù)值顯示，香港大學(xué)與其他機(jī)構(gòu)建立的合作關(guān)系最為緊密。

表2 發(fā)表冠狀病毒相關(guān)文獻(xiàn)數(shù)量最多的10個(gè)機(jī)構(gòu)Tab.2 The top 10 institutions contributed the most publications of coronavirus-related literature

2.4 期刊發(fā)文量與期刊共引 統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，有2048種學(xué)術(shù)期刊發(fā)表了13 959篇冠狀病毒相關(guān)文獻(xiàn)。在發(fā)表文獻(xiàn)數(shù)量前10名的期刊中(表3)，《病毒學(xué)雜志》(Journal of Virology，1166篇，8.35%)發(fā)表文獻(xiàn)數(shù)量最多，然后是《病毒學(xué)》(Virology，516篇，3.70%)、《實(shí)驗(yàn)醫(yī)學(xué)與生物學(xué)進(jìn)展》(Advances in Experimental Medicine and Biology，371篇，2.66%)、《普通病毒學(xué)雜志》(Journal of General Virology，338篇，2.42%)和《病毒學(xué)檔案》(Archives of Virology，271篇，1.94%)。

選取1968－2019年每一年中被引次數(shù)最高的前100篇文獻(xiàn)，加載至CiteSpace 5.5.R2軟件后生成期刊共引網(wǎng)絡(luò)，結(jié)果顯示其由291個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和2294條連接線組成，如圖5所示，表明發(fā)表冠狀病毒相關(guān)文獻(xiàn)的期刊之間存在廣泛的引用關(guān)系。

表3 發(fā)表文獻(xiàn)數(shù)量最多的10種期刊Tab.3 The top 10 journals with most published literature

圖5 期刊共引網(wǎng)絡(luò)的可視化圖譜Fig.5 Visualized map of the journal co-citation network

在期刊共引前10名中(表4)，影響因子(IF 2019)為4.324的《病毒學(xué)雜志》在冠狀病毒研究方面的被引頻率最高，然后是《病毒學(xué)》《美國(guó)科學(xué)學(xué)院學(xué)報(bào)》《普通病毒學(xué)雜志》和《科學(xué)》。

表4 共引次數(shù)最多的10種期刊Tab.4 Top 10 journals with most cited count

2.5 研究者發(fā)文量與研究者共引 統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，共有35 039名研究者參與了冠狀病毒相關(guān)研究。研究者發(fā)表文獻(xiàn)的數(shù)量(表5)，Yuen KY排在第一位(216篇)，然后是Perlman S(187篇)、Enjuanes L(176篇)、Baric RS(171篇)和Weiss SR(150篇)。

表5 發(fā)表文獻(xiàn)數(shù)量最多的10名研究者Tab.5 The top 10 researchers with most published literature

選取1968－2019年每一年中被引次數(shù)最高的前100篇文獻(xiàn)，加載至CiteSpace 5.5.R2軟件生成研究者共引網(wǎng)絡(luò)，結(jié)果顯示其由943個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和7971條連接線組成，如圖6所示，表明冠狀病毒研究者之間存在廣泛的引用關(guān)系。

在研究者共引前10名中(表6)，Peiris JSM被引頻率最高，其次是Drosten C、Ksiazek TG、Woo PCY和Lai MMC。

圖6 研究者共引網(wǎng)絡(luò)的可視化圖譜Fig.6 Visualized map of the researchers co-citation network

表6 共引次數(shù)最多的10名研究者Tab.6 The top 10 researchers with most co-citation count

2.6 文獻(xiàn)共引分析 選取2010－2019年每一年中被引次數(shù)最高的前100篇文獻(xiàn)，構(gòu)建當(dāng)年的共被引網(wǎng)絡(luò)，將每年的共被引網(wǎng)絡(luò)合成，得到文獻(xiàn)共引網(wǎng)絡(luò)圖譜(圖7)。該圖譜由452個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)、2400條連接線和12個(gè)主要聚類組成。

12個(gè)主要聚類詳細(xì)信息中(表7)，最大的聚類#0被標(biāo)記為“MERS-CoV感染(MERS-CoV infection)”；輪廓值最高的聚類#8被標(biāo)記為“流行性腹瀉病毒(epidemic diarrhea virus)”；時(shí)間最晚的聚類#13被標(biāo)記為“中國(guó)西南(southwestern China)”。

2.7 關(guān)鍵詞分析 選取2015－2019年每一年中被引次數(shù)最高的前100篇文獻(xiàn)突現(xiàn)關(guān)鍵詞，加載至CiteSpace 5.5.R2軟件生成突現(xiàn)關(guān)鍵詞圖譜(圖8)。該圖譜由156個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)、1046條連接線和19個(gè)突現(xiàn)關(guān)鍵詞組成。

圖7 冠狀病毒相關(guān)文獻(xiàn)共引網(wǎng)絡(luò)圖譜(2010－2019年)Fig.7 Co-citation network map of coronavirus-related literature (2010 to 2019)

表7 冠狀病毒相關(guān)文獻(xiàn)共引聚類Tab.7 Co-citation cluster of coronavirus-related literature

圖8 冠狀病毒相關(guān)文獻(xiàn)中突現(xiàn)關(guān)鍵詞網(wǎng)絡(luò)圖譜(2015－2019年)Fig.8 Network map of burst keywords from publications of coronavirus research (2015 to 2019)

19個(gè)突現(xiàn)關(guān)鍵詞詳細(xì)信息如表8所示，在2019年仍然有10個(gè)突現(xiàn)關(guān)鍵詞，按照突現(xiàn)強(qiáng)度排列依次為：“SARS冠狀病毒(SARS-CoV，8.3124)”“傳染病(infectious disease，8.0148)”“冠狀病毒S蛋白(coronavirus spike protein，7.1222)”“核因子κB(NF-kappa B，7.1222)”“中國(guó)(China，7.1015)”“單克隆抗體(monoclonal antibody，5.0540)”“MERS病毒感染(MERS-CoV infection，4.2241)”“遺傳多樣性(genetic diversity，3.9357)”“貓(cat，3.3408)”和“埃博拉病毒(Ebola virus，3.2633)”。

3 討 論

3.1 一般數(shù)據(jù) 根據(jù)每年度文獻(xiàn)發(fā)表數(shù)量，目前可將冠狀病毒研究分為3個(gè)階段。第1階段(1968－2003年)可視為冠狀病毒研究的初始階段，該階段相關(guān)文獻(xiàn)的數(shù)量增長(zhǎng)緩慢。第2階段(2004－2012年)冠狀病毒相關(guān)文獻(xiàn)數(shù)量隨SARS暴發(fā)急劇增加，隨后略微回跌，但文獻(xiàn)數(shù)量仍多于第1階段。該階段可視為冠狀病毒研究的第1個(gè)黃金發(fā)展時(shí)期。第3階段(2013－2019年)冠狀病毒相關(guān)文獻(xiàn)數(shù)量隨MERS出現(xiàn)快速增加，該階段可視為冠狀病毒研究的第2個(gè)黃金發(fā)展時(shí)期。由此，筆者預(yù)計(jì)，2019年的這次COVID-19疫情暴發(fā)后會(huì)迎來冠狀病毒研究的又一個(gè)黃金時(shí)期。

表8 19個(gè)突現(xiàn)關(guān)鍵詞(2015－2019年)Tab.8 Top 19 burst keywords (2015 to 2019)

在發(fā)表文獻(xiàn)數(shù)量前10名的國(guó)家中(亞洲4個(gè)國(guó)家、歐洲4個(gè)國(guó)家、北美洲2個(gè)國(guó)家)，美國(guó)排名第一，中國(guó)排名第二且是唯一一個(gè)發(fā)展中國(guó)家。香港大學(xué)是發(fā)表文獻(xiàn)最多的機(jī)構(gòu)，亦是與其他機(jī)構(gòu)建立合作關(guān)系最為緊密的機(jī)構(gòu)。發(fā)表文獻(xiàn)數(shù)量前10名的期刊合計(jì)發(fā)表文獻(xiàn)數(shù)量占總量的26.95%，但僅《新發(fā)傳染病》(Emerging Infectious Diseases，IF2019為7.185)影響因子超過5.000，其余期刊影響因子為1.000～5.000，表明研究者在高影響因子期刊上發(fā)表冠狀病毒相關(guān)文獻(xiàn)具有挑戰(zhàn)性。

3.2 共引數(shù)據(jù) 在發(fā)表文獻(xiàn)數(shù)量前10名的研究者中，每名研究者發(fā)表的文獻(xiàn)≥119篇。因此，他們可被認(rèn)定為“高產(chǎn)研究者”。然而，這些高產(chǎn)研究者中僅有3名進(jìn)入共引次數(shù)前10名。

在研究者共引中，Peiris JSM提出了冠狀病毒可能是導(dǎo)致SARS的原因[6]；Drosten C報(bào)告了利用細(xì)胞培養(yǎng)和分子技術(shù)從SARS患者的臨床標(biāo)本中完成了新型冠狀病毒的鑒定[7]；Ksiazek TG明確提出新型冠狀病毒在SARS中具有致病作用，并命名了第1個(gè)與SARS相關(guān)的冠狀病毒分離株[8]。雖然這些研究者中僅Drosten C屬于高產(chǎn)研究者，但其余非高產(chǎn)研究者對(duì)冠狀病毒研究亦做出了重要貢獻(xiàn)。

根據(jù)文獻(xiàn)共引分析得到的文獻(xiàn)共被引聚類中，時(shí)間最晚(2015年)的聚類#13(Southwestern China)引起了筆者的注意。該聚類中排名第一的文獻(xiàn)題為《在中國(guó)西南地區(qū)少量馬蹄蝙蝠中發(fā)現(xiàn)的新冠狀病毒和遺傳分析》[9]，明確提出馬蹄蝙蝠攜帶著遺傳上類似SARS的冠狀病毒。由于蝙蝠冠狀病毒之間重組的可能性很高，將來可能會(huì)出現(xiàn)其他類似蝙蝠SARS的冠狀病毒。為了更好地預(yù)測(cè)并預(yù)防蝙蝠起源的冠狀病毒引起的疾病，有必要保持對(duì)蝙蝠冠狀病毒的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)。值得一提的是，該聚類中另一篇文獻(xiàn)《中國(guó)蝙蝠冠狀病毒》由Fan等[10]于2019年3月發(fā)表于Viruses，指出很有可能未來的SARS或MERS樣冠狀病毒暴發(fā)將源于蝙蝠，且在中國(guó)發(fā)生的可能性更大。因此，關(guān)于蝙蝠冠狀病毒的研究已成為檢測(cè)預(yù)警信號(hào)的緊迫問題。結(jié)合當(dāng)前的COVID-19疫情，筆者發(fā)現(xiàn)這兩篇文獻(xiàn)具有很強(qiáng)的前瞻性。但令人遺憾的是，這些文獻(xiàn)提出的觀點(diǎn)在當(dāng)時(shí)并未引起足夠的重視。

3.3 研究前沿 突現(xiàn)關(guān)鍵詞提供了對(duì)研究前沿的合理預(yù)測(cè)[11]。通過檢測(cè)突現(xiàn)關(guān)鍵詞，可發(fā)現(xiàn)相關(guān)研究領(lǐng)域中發(fā)展迅速的課題[12]。本研究應(yīng)用CiteSpace 5.5.R2軟件鎖定2015－2019年冠狀病毒的研究前沿。按照突現(xiàn)強(qiáng)度排列，至2019年冠狀病毒研究的三大前沿如下。①SARS-CoV：SARS于2002年底在中國(guó)首次發(fā)生，并擴(kuò)散至東南亞乃至全球。SARS-CoV具有極強(qiáng)的傳播力和較高的致死率。由于沒有特定的抗病毒藥物，SARS的救治給醫(yī)護(hù)人員帶來了難題，也給人類衛(wèi)生安全帶來了重大挑戰(zhàn)。因此，有研究人員進(jìn)行系統(tǒng)回顧，試圖梳理出對(duì)抗新型冠狀病毒的最新措施[1]，總結(jié)冠狀病毒的流行病學(xué)、病毒學(xué)、臨床特征和最佳治療策略[13]。而部分研究者致力于研究SARS-CoV的起源和演變，并強(qiáng)調(diào)為未來類似SARS樣疾病的出現(xiàn)做好準(zhǔn)備的必要性[14]。②傳染?。涸谌藵M為患的急診室中，患者所攜帶的MERS-CoV傳播潛力增加[15]，為全世界醫(yī)療機(jī)構(gòu)預(yù)防和控制此類傳染病增加了難度。研究表明，60%～80%的新出現(xiàn)的人類傳染病(EID)源自野生生物[16]。Wu等[17]于2016年首次報(bào)道了許多新型蝙蝠病毒，并發(fā)現(xiàn)了一些與已知的人類或動(dòng)物病原體密切相關(guān)的蝙蝠病毒。③冠狀病毒S蛋白(coronavirus spike protein)：冠狀病毒進(jìn)入細(xì)胞是由跨膜S糖蛋白介導(dǎo)的。Walls等[18]觀察到了冠狀病毒S蛋白三聚體的低溫電子顯微鏡結(jié)構(gòu)。Haagmans等[19]提出可用MERS-CoV S蛋白的改良痘苗病毒疫苗賦予單峰駱駝黏膜免疫力。Kirchdoerfer等[20]介紹了人冠狀病毒S蛋白融合前的結(jié)構(gòu)，為基于β-冠狀病毒疫苗免疫原的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)。

本研究有助于研究者了解冠狀病毒的研究趨勢(shì)。美國(guó)、中國(guó)和德國(guó)是進(jìn)行冠狀病毒研究的主要國(guó)家；西方國(guó)家之間的合作較為緊密，特別是美國(guó)占主導(dǎo)地位。香港大學(xué)是發(fā)表冠狀病毒相關(guān)文獻(xiàn)最多的機(jī)構(gòu)，亦是與其他機(jī)構(gòu)建立合作關(guān)系最為緊密的機(jī)構(gòu)。發(fā)表文獻(xiàn)居前三位的期刊是《病毒學(xué)雜志》《病毒學(xué)》和《實(shí)驗(yàn)醫(yī)學(xué)與生物學(xué)進(jìn)展》。Peiris JSM、Drosten C和Ksiazek TG可能是冠狀病毒研究領(lǐng)域合作的較好人選。SARS-CoV、傳染病、冠狀病毒S蛋白可能是研究前沿，相關(guān)研究可能在未來幾年深入這些領(lǐng)域。

本研究從WoS核心數(shù)據(jù)庫(kù)中檢索和收集了冠狀病毒相關(guān)文獻(xiàn)的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)分析較全面客觀。WoS核心數(shù)據(jù)庫(kù)可提供較為詳細(xì)的數(shù)據(jù)(如國(guó)家和機(jī)構(gòu)信息、期刊來源、作者信息等)，研究者對(duì)此可有一個(gè)較全面的把握。然而，本研究仍存在一定的局限性：第一，該數(shù)據(jù)庫(kù)中的大多數(shù)出版物是英文的，非英語文獻(xiàn)很少；部分?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)(如PubMed、Scopus和Google Scholar)未進(jìn)行分析。第二，分析軟件可處理的數(shù)據(jù)類型有限，本研究?jī)H選取WoS數(shù)據(jù)庫(kù)中核心合集的文獻(xiàn)作為數(shù)據(jù)來源，未來研究可進(jìn)一步豐富數(shù)據(jù)來源。第三，本研究?jī)H對(duì)1968－2019年的國(guó)際文獻(xiàn)研究趨勢(shì)與特點(diǎn)進(jìn)行討論，下一步研究可結(jié)合國(guó)內(nèi)的冠狀病毒研究做進(jìn)一步分析和對(duì)比。第四，文獻(xiàn)計(jì)量分析的結(jié)果與實(shí)際研究情況仍存在差異，因?yàn)榻诎l(fā)表的部分文獻(xiàn)的引用率并不高。所有數(shù)據(jù)均于2020年2月2日檢索，但未納入2020年相關(guān)文獻(xiàn)。盡管如此，本研究包含了1968年以來的絕大多數(shù)文獻(xiàn)，少量新數(shù)據(jù)可能不會(huì)改變結(jié)論。